Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

• Название: Язык программирования C++. Пятое издание
• Автор: Стенли Липпман
• Издательство: Издательский дом "Вильямс"
• Жанр: Программирование
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-8459-1839-0

Лучшее руководство по программированию и справочник по языку, полностью пересмотренное и обновленное под стандарт С++11!

Вы держите в руках новое издание популярного и исчерпывающего бестселлера по языку программирования С++, которое было полностью пересмотрено и обновлено под стандарт С++11. Оно поможет вам быстро изучить язык и использовать его весьма эффективными и передовыми способами. В соответствии с самыми передовыми и современными методиками изложения материала авторы демонстрируют использование базового языка и его стандартной библиотеки для разработки эффективного, читабельного и мощного кода.

С самого начала этой книги читатель знакомится со стандартной библиотекой С++, ее самыми популярными функциями и средствами, что позволяет сразу же приступить к написанию полезных программ, еще не овладев всеми нюансами языка. Большинство примеров из книги было пересмотрено так, чтобы использовать новые средства языка и продемонстрировать их наилучшие способы применения. Эта книга — не только проверенное руководство для новичков в С++, она содержит также авторитетное обсуждение базовых концепций и методик языка С++ и является ценным ресурсом для опытных программистов, особенно желающих побыстрей узнать об усовершенствованиях С++11.

Стенли Б. Липпман работал старшим консультантом в Jet Propulsion Laboratory, архитектором группы Visual С++ корпорации Microsoft, техническим сотрудником Bell Laboratories и главным инженером- программистом по анимации в кинокомпаниях Disney, DreamWorks, Pixar и PDI.

Жози Лажойе, работающий ныне в кинокомпании Pixar, был членом канадской группы разработчиков компилятора C/C++ корпорации IBM, а также возглавлял рабочую группу базового языка С++ в составе международной организации по стандартизации ANSI/ISO.

Барбара Э. Му имеет почти тридцатилетний опыт программирования. На протяжении пятнадцати лет она работала в компании AT&T, сотрудничая с Бьярне Страуструпом, автором языка С++, и несколько лет руководила группой разработчиков С++.

• Узнайте, как использовать новые средства языка С++11 и стандартной библиотеки для быстрого создания надежных программ, а также ознакомьтесь с высокоуровневым программированием

• Учитесь на примерах, в которых показаны передовые стили программирования и методики проектирования

• Изучите принципы и узнайте почему язык С++11 работает именно так

• Воспользуйтесь множеством перекрестных ссылок, способных помочь вам объединить взаимосвязанные концепции и проникнуть в суть

• Ознакомьтесь с современными методиками обучения и извлеките пользу из упражнений, в которых подчеркиваются ключевые моменты, позволяющие избежать проблем

• Освойте лучшие методики программирования и закрепите на практике изученный материал

Исходный код примеров можно загрузить с веб-страницы книги на сайте издательства по адресу: http://www.williamspublishing.com

---

В отличие от других функций-членов, конструкторы не могут быть объявлены константами (см. раздел 7.1.2). При создании константного объекта типа класса его константность не проявится, пока конструктор не закончит инициализацию объекта. Таким образом, конструкторы способны осуществлять запись в константный объект во время его создания.

Синтезируемый стандартный конструктор

Хотя в нашем классе Sales_data не определено конструкторов, использующие его программы компилировались и выполнялись правильно. Например, программа из раздела 7.1.1 определяла два объекта класса Sales_data:

Sales_data total; // переменная для хранения текущей суммы

Sales_data trans; // переменная для хранения данных следующей

                  // транзакции

Естественно, возникает вопрос: как инициализируются объекты total и trans?

Настолько известно, инициализатор для этих объектов не предоставлялся, поэтому они инициализируются значением по умолчанию (см. раздел 2.2.1). Классы сами контролируют инициализацию по умолчанию, определяя специальный конструктор, известный как стандартный конструктор (default constructor). Стандартным считается конструктор, не получающий никаких аргументов.

Как будет продемонстрировано, стандартный конструктор является особенным во многом, например, если класс не определяет конструкторы явно, компилятор сам определит стандартный конструктор неявно.

Созданный компилятором конструктор известен как синтезируемый стандартный конструктор (synthesized default constructor). У большинства классов этот синтезируемый конструктор инициализирует каждую переменную-член класса следующим образом:

• Если есть внутриклассовый инициализатор (см. раздел 2.6.1), он и используется для инициализации члена класса.

• В противном случае член класса инициализируется значением по умолчанию (см. раздел 2.2.1).

Поскольку класс Sales_data предоставляет инициализаторы для переменных units_sold и revenue, синтезируемый стандартный конструктор использует данные значения для инициализации этих членов. Переменная bookNo инициализируется значением по умолчанию, т.е. пустой строкой.

Некоторые классы не могут полагаться на синтезируемый стандартный конструктор

Только довольно простые классы, такие как текущий класс Sales_data, могут полагаются на синтезируемый стандартный конструктор. Как правило, собственный стандартный конструктор для класса определяют потому, что компилятор создает его, только если для класса не определено никаких других конструкторов. Если определен хоть один конструктор, то у класса не будет стандартного конструктора, если не определить его самостоятельно. Основание для этого правила таково: если класс требует контроля инициализации объекта в одном случае, то он, вероятно, потребует его во всех случаях.

Компилятор создает стандартный конструктор автоматически, только если в классе не объявлено никаких конструкторов.

Вторая причина для определения стандартного конструктора в том, что у некоторых классов синтезируемый стандартный конструктор работает неправильно. Помните, что определенные в блоке объекты встроенного или составного типа (такого как массивы и указатели) без инициализации имеют неопределенное значение (см. раздел 2.2.1). Это же относится к не инициализированным членам встроенного типа. Поэтому классы, у которых есть члены встроенного или составного типа, должны либо инициализировать их в классе, либо определять собственную версию стандартного конструктора. В противном случае пользователи могли бы создать объекты с членами, значения которых не определены.

Классы, члены которых имеют встроенный или составной тип, могут полагаться на синтезируемый стандартный конструктор, только если у всех таких членов есть внутриклассовые инициализаторы.

Третья причина определения некоторыми классами собственного стандартного конструктора в том, что иногда компилятор неспособен создать его. Например, если у класса есть член типа класса и у этого класса нет стандартного конструктора, то компилятор не сможет инициализировать этот член. Для таких классов следует определить собственную версию стандартного конструктора. В противном случае у класса не будет пригодного для использования стандартного конструктора. Дополнительные обстоятельства, препятствующие компилятору создать соответствующий стандартный конструктор, приведены в разделе 13.1.6.

Определение конструкторов класса Sales_data

Определим для нашего класса Sales_data четыре конструктора со следующими параметрами:

• Типа istream&, для чтения транзакции.

• Типа const string& для ISBN; типа unsigned для количества проданных книг; типа double для цены проданной книги.

• Типа const string& для ISBN. Для других членов этот конструктор будет использовать значения по умолчанию.

• Без параметров (т.е. стандартный конструктор). Этот конструктор придется определить, поскольку определены другие конструкторы.

Добавим эти члены в класс так:

struct Sales_data {

 // добавленные конструкторы

 Sales_data() = default;

 Sales_data(const std::string &s): bookNo(s) { }

 Sales_data(const std::string &s, unsigned n, double p):

            bookNo(s), units_sold(n), revenue(p*n) { }

 Sales_data(std::istream &);

 // другие члены, как прежде

 std::string isbn() const { return bookNo; }

 Sales_data& combine(const Sales_data&);

 double avg_price() const;

 std::string bookNo;

 unsigned units_sold = 0;

 double revenue = 0.0;

};

Что значит = default

Начнем с объяснения стандартного конструктора:

Sales_data() = default;

В первую очередь обратите внимание на то, что это определение стандартного конструктора, поскольку он не получает никаких аргументов. Мы определяем этот конструктор только потому, что хотим предоставить другие конструкторы, но и стандартный конструктор тоже нужен. Этот конструктор должен делать то же, что и синтезируемая версия.

По новому стандарту, если необходимо стандартное поведение, можно попросить компилятор создать конструктор автоматически, указав после списка параметров часть = default. Синтаксис = default может присутствовать как в объявлении в теле класса, так и в определении вне его. Подобно любой другой функции, если часть = default присутствует в теле класса, стандартный конструктор будет встраиваемым; если она присутствует в определении вне класса, то по умолчанию этот член не будет встраиваемым.

Стандартный конструктор работает в классе Sales_data только потому, что предоставлены инициализаторы для переменных-членов встроенного типа. Если ваш компилятор не поддерживает внутриклассовые инициализаторы, для инициализации каждого члена класса стандартный конструктор должен использовать список инициализации конструктора (описанный непосредственно ниже).

Список инициализации конструктора

Теперь рассмотрим два других конструктора, которые были определены в классе:

Sales_data(const std::string &s) : bookNo(s) { }

Sales_data(const std::string &s, unsigned n, double p):

           bookNo(s), units_sold(n), revenue(p*n) { }

Новой частью этих определений являются двоеточие и код между ним и фигурными скобками, обозначающими пустые тела функции. Эта новая часть — список инициализации конструктора (constructor initializer list), определяющий исходные значения для одной или нескольких переменных-членов создаваемого объекта. Инициализатор конструктора — это список имен переменных-членов класса, каждое из которых сопровождается исходным значением в круглых (или фигурных) скобках. Если инициализаций несколько, они отделяются запятыми.

Конструктор с тремя параметрами использует первые два параметра для инициализации переменных-членов bookNo и units_sold. Инициализатор для переменной revenue вычисляется при умножении количества проданных книг на их цену.

Конструктор с одним параметром типа string использует ее для инициализации переменной-члена bookNo, но переменные units_sold и revenue не инициализируются явно. Когда член класса отсутствует в списке инициализации конструктора, он инициализируется неявно, с использованием того же процесса, что и у синтезируемого стандартного конструктора. В данном случае эти члены инициализируются внутриклассовыми инициализаторами. Таким образом, получающий строку конструктор эквивалентен следующему.